農村生活污水分散型處理組合工藝的選用

摘要：本文分析了農村生活污水的現狀，通過對分散型污水處理設施中的傳統AO工藝和新型A2/O-MBR工藝處理效果的對比，并結合筆者工作中對農村分散型污水處理設施的運營和管理的實際經驗，思考和探討了農村分散型污水處理設施中組合工藝的較優選擇，以期對農村分散型污水處理設施組合工藝的選用提供借鑒。

關鍵詞：農村生活污水；分散型處理；A2/O-MBR工藝

中圖分類號：X703 文獻標識碼：A 文章編號：2095-672X（2018）06-0083-02

DOI：10.16647/j.cnki.cn15-1369/X.2018.06.050

Abstract ： This article discusses the current situation of rural domestic sewage， through the comparison of the traditional AO process in a decentralized sewage treatment facility and the new A2/O-MBR process treatment effect， aiming at the operation of the scattered rural sewage treatment facilities in the authors work and The actual experience of management has considered and explored the better choices of the combined processes in the decentralized sewage treatment facilities in rural areas， with a view to providing reference for the selection of the combined process of the decentralized sewage treatment facilities in rural areas.

Keywords： Rural domestic sewage； Decentralized treatment； A2/O-MBR process

隨著越來越多的城鎮污水處理廠的建成和投入運行，相當一部分的城鎮污水得到有效收集和處理。由于污水收集管網的建設成本高昂，一部分城鎮的村級地區未能鋪設管網，造成城鎮污水處理廠的進水濃度偏低一些，同時村級地區的生活污水未能得到有效的收集和處理[1]。農村生活污水的排放大部分是通過家庭的化糞池簡便地厭氧消化后便直接排放河涌或排放到市政管網后再集中排放到河涌，導致農村水環境日益惡化。在污水收集管網未鋪設到村級地區的情況下，農村生活污水分散型處理設施便應運而生。

1 農村生活污水

農村生活污水一般包含廚房污水、生活洗滌污水和廁所污水等。農村生活污水有2個特點：①水質不穩定，不同時段的水質不同。一般不含重金屬等有毒有害物質，但含有病原菌和洗滌劑；②污水中有機物和氮、磷等營養物含量高，可生化性好[1]。筆者所處珠三角地區的一個二級城市，村級地區的工業逐步發展，生活污水中時而夾雜著不少工業廢水。筆者運行管理的幾個分散型污水處理設施的進水濃度不盡相同，有的進水COD濃度偏低，進水COD濃度平均只有71.4 mg/L，有的分散型進水濃度平均可達149.5 mg/L，總體來說進水COD濃度不高。進水氨氮則普遍較高，進水氨氮平均可高達30 mg/L，進水總磷平均有3.5 mg/L。

2 分散型污水處理設施及傳統工藝選擇

2.1 分散型污水處理設施

城鎮污水處理廠是集中式污水處理模式，污水收集管網未鋪設到的農村地區，可以采取分散型的污水處理模式，對應的處理設施就叫作分散型污水處理設施。由于分散型污水處理設施占地普遍不大，采取一體化的分散型污水處理設施是較為合理的選擇。

2.2 傳統AO工藝

AO工藝法也叫厭氧好氧工藝法，A是厭氧段，用與脫氮除磷；O是好氧段，用于除水中的有機物。它的優越性是除了使有機污染物得到降解之外，還具有一定的脫氮除磷功能，是將厭氧水解技術用為活性污泥的前處理，所以AO法是改進的活性污泥法[2]。AO工藝流程簡單，通過實際操作后發現該工藝的污染物處理效果不理想。筆者運行的一個AO工藝的分散型污水處理設施，COD的去除率平均只有44.71%，氨氮和總磷的去除率就更低了。日常運行的污染物處理效果是達不到設計要求的，雖然該分散型污水處理設施的進水濃度不高卻與進水污泥量大有密切相關，但AO工藝流程過于簡單，處理效果不理想是一個重要因素影響著分散型污水處理設施沒有主要選擇它作為單一工藝[2]。

3 新型的一體化污水處理設備

3.1 A2/O-MBR膜處理工藝

膜生物反應器（MBR）是一種將膜分離技術與生物處理單元相結合的污水處理工藝， A2/O-MBR工藝處理生活污水裝置是目前推廣較為廣泛的MBR技術裝置，近年來倍受關注，在脫氮除磷和有機物去除方面優勢顯著。該工藝流程遵循微生物系統的氨化+污泥釋磷、反硝化、硝化+污泥吸磷的順序而設置。該組合工藝采用分段式管理，具有低能耗、易維修、出水穩定的特點[3]。

A2/O-MBR前段污泥以厭氧菌為主，有機物的降解主要是通過形成較高濃度的污泥在厭氧性菌作用下完成的。大分子有機污染物是被逐步降解為小分子有機物，最終氧化分解為CO2和水等穩定的無機物質。

由于厭氧菌的生成不需要溶解氧的保證，所以降低了動力消耗。曝氣的主要作用是對膜絲進行沖刷，同時產生的溶解氧正好被用來氧化部分小分子有機物和維持出水的溶解氧值。

筆者運行了一個日處理水量300t/d的A2/O-MBR膜處理工藝的一體化處理裝置接近一年，從出水COD和氨氮指標來看，該裝置對污染物去除效率高。

下表1是筆者運行的該A2/O-MBR分散型裝置穩定運行的一段時間內的進出水指標。從表中可以看得到，COD和氨氮的去除效率都是很高的。在該時間段內， COD去除效率平均高達86.94%，氨氮去除效率平均高達93.90%。該分散型的出水水質中的COD和氨氮明顯達到了《城鎮污污水處理設施污染物排放標準》（GB 18918-2002）一級標準的B標準。與傳統脫氮除磷工藝相比，A2/O-MBR組合工藝中高濃度的MLSS，獨立控制的水力停留時間（HRT）和污泥停留時間（SRT）、回流比及污泥負荷等與傳統工藝不同。MBR 膜組件能夠高效地固液分離和截留作用，出水懸浮物和濁度接近于零。高濃度的MLSS（最高可達到20000mg/L）使得處理系統對水質變化適應能力強，耐沖擊負荷能力強。SRT 和HRT 的完全分離，有利于增值緩慢的硝化菌截留、生長和繁殖，硝化效率高[3]，從而使生物脫氮性能增強[4]。

A2/O-MBR工藝在傳統A2/O工藝上，采用膜過濾取代二沉池出水，取得了較好的污染物去除效果，具有很強的反硝化除磷脫氮能力。從實際運行中得出結論，農村生活污水分散型處理選擇A2/O-MBR組合工藝，針對進水COD和氨氮的處理效果是很好的。

3.2 存在的問題

該工藝的不足之處，主要是系統中高濃度的MLSS，會使出水TP 的去除效果差，要在系統中的微生物量達到預期要求后適量排放剩余污泥，才能提高TP的去除率[4]。在實際運行中，筆者運行的該分散型存在兩個主要問題：第一個就是長期運行在不排泥處理下，污泥濃度會不斷增高，出水濃度高導致MBR膜容易堵塞，從而導致出水流量嚴重降低；第二個是出水的總磷去除率太低。

由于該A2/O-MBR分散型一體化裝置沒有設置排泥裝置，污泥濃度的不斷增高，導致運行了一個季度后，MBR膜就出現嚴重堵塞情況，出水流量偏低到5m3/h。出水流量的偏低導致進水處理的流量也降低了很多，未能達到設計的處理水量300m3/d的標準。通過對MBR膜清洗后，出水流量回復正常，達到13m3/h，處理水量也達到設計要求。為了應對污泥濃度的過高導致MBR膜堵塞以致出水流量太低，目前的運行經驗是每個季度需要對MBR膜清洗一次。

同時，該A2/O-MBR分散型對進水的總磷指標的去除率不高。統計下來，平均處理效率是低于40%的。據筆者的觀察和分析，由于高濃度的污泥濃度最終導致總磷的去除效率不高，從而導致出水的總磷指標達不到出水要求。

3.3 解決思路

該工藝的不足之處，主要是系統中高濃度的MLSS，會使出水TP 的去除效果差，要在系統中的微生物量達到預期要求后適量排放剩余污泥，才能提高TP的去除率[4]。目前，A2/O-MBR分散型是分為厭氧池、缺氧池、好氧池、MBR膜曝氣池和出水池。目前的MBR膜池的MBR膜是位于池的底端。對于上述發現的問題，我的解決思路是將MBR膜盡量往上移，移到MBR膜池的上端，同時在MBR膜池的底端增加一個小型的排泥裝置。具體的施工設計可能會遇到困難，但是解決思路里面最重要的是在MBR膜池底端增加一個小型排泥裝置。通過對MBR膜池定期的排泥，以解決控制污泥濃度不斷增高的問題，提高總磷的去除率。

4 結論

通過實際的分散型運行和管理經驗和討論分析，農村生活污水分散型處理組合工藝的較優選擇是選用A2/O-MBR工藝[4]，同時在MBR膜池增加一段小型的排泥裝置或許是能夠進一步改善現有的A2/O-MBR一體化設施的出水總磷處理效果并達到更加穩定的運行效果。

參考文獻

[1]劉雪美.我國農村生活污水處理現狀及展望[J].安徽農業科學，2017，（12）：101.

[2]孟喆.污廢水資源化的相關問題研究[J].中國高新技術企業，2016，（8）：78.

[3]謝晴等.A2/O-MBR工藝在農村生活污水處理中的示范[J].環境工程，2016，（7）：136.

[4]馮雪娟.A2/O-MBR組合工藝在生活污水處理中的應用[J].低碳世界，2017，（9）：45.

收稿日期：2018-04-06

作者簡介：林釗洪（1986-），男，本科，工程師，研究方向為環境工程。